制药分离工程复习资料.docx
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1、简述分子蒸馏的过程、特点及机理。
分子平均自由程、分子蒸馏。
设计分子蒸馏的重要数据参数。
答:①分子从液相主体向蒸发表面扩散;②分子在液相表面上的自由蒸发;③分子从蒸发表面向冷凝面飞射;④分子在冷凝面上冷凝。
特点:1、普通蒸馏在沸点温度下进行分离,分子蒸馏可以在任何温度下进行,只要冷热两面间存在着温度差,就能达到分离目的。
2、普通蒸馏是蒸发与冷凝的可逆过程,液相和气相间可以形成相平衡状态;而分子蒸馏过程中,从蒸发表面逸出的分子直接飞射到冷凝面上,中间不与其它分子发生碰撞,理论上没有返回蒸发面的可能性,所以,分子蒸馏过程是不可逆的。
3、普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象;分子蒸馏过程是液层表面上的自由蒸发,没有鼓泡现象。
4、表示普通蒸馏分离能力的分离因素与组元的蒸汽压之比有关,表示分子蒸馏分离能力的分离因素则与组元的蒸汽压和分子量之比有关,并可由相对蒸发速度求出。
机理:分子蒸馏机理是根据被分离混合物各组分分子平均自由程的差异。
蒸发表面与冷凝表面之间距离小于轻相分子的平均自由程、大于重相分子的平均自由程时,轻相分子在碰撞之前便冷凝、不会被返回,而重相分子在冷凝之前便相互碰撞而返回、不发生冷凝,这样轻相重相便被分离开。
分子自由程(1)分子在两次连续碰撞之间所走的路程的平均值叫分子平均自由程。
(2)分子蒸馏是一种在高真空条件下,根据被分离混合物各组分分子平均自由程的差异进行的非平衡蒸馏分离操作。
重要参数:分子蒸发速度、蒸汽压、分解危险度、分离因数。
2、反胶束的形成、萃取及过程答:表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中,当其浓度超过临界胶束浓度时,在有机溶剂内形成的胶束叫反胶束,或称反相胶束。
在反胶束中,表面活性剂的非极性基团在外与非极性的有机溶剂接触,而极性基团则排列在内形成一个极性核。
此极性核具有溶解极性物质的能力,极性核溶解水后,就形成了“水池”。
萃取原理:蛋白质进入反胶束溶液是一种协同过程。
即在两相(有机相和水相)界面的表面活性剂层,同邻近的蛋白质发生静电作用而变形,接着在两相界面形成了包含有蛋白质的反胶束,此反胶束扩散进入有机相中,从而实现了蛋白质的萃取。
第一章绪论1、生物工程学的概念:生物工程学亦称生物技术,是指通过技术手段,利用生物体或生物过程生产有经济价值产品的学科,生物工程是基础科学和应用科学相结合的产物。
生物工程学的研究领域:基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程。
2、生物分离工程的概念:是生物化学工程的一个重要组成部分,指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程,因它处于整个生物产品生产过程的后端,又称为生物工程下游技术。
它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备。
3、生物分离加工过程按工艺流程顺序可分为四个主要阶段:发酵液的预处理、提取、精制和成品加工。
第二章发酵液的预处理1、发酵液的一般特征有哪些?发酵液预处理的目的和要求有哪些?(1)组分大部分是水;(2)产物浓度低;(3)固形物主要是菌体和蛋白的胶状物;(4)含有培养基残留成分;(5)含有代谢副产物;(6)含有色素、毒性物质、热原质等有机杂质。
(一)发酵液预处理的目的1)改变发酵液中固体粒子的物理性质,提高固液分离的效率;2)使产物转入便于后处理的某一相中;3)去除发酵液中部分杂质,以利于后续各步操作。
总之,改变发酵液的性质,以利于固液分离。
(二)、发酵液预处理的要求1、菌体的分离(正确控制发酵终点);2、固体悬浮物的去除;3、蛋白质的去除;4、重金属离子的去除;5、色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除;6、改变发酵液的性质,以利于提取和精制后续工序的操作顺利进行;7、调节适宜的pH值。
2、发酵液预处理的方法有哪些?并简述各种方法的原理和特点?(一)凝聚和絮凝1、凝聚:在投加的化学物质作用下,胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。
(使胶体粒子间的排斥电位降低而发生沉淀)2、絮凝:指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用,使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
(二)、加热法①降低发酵液的粘度;②去除某些热变性蛋白等物质;③降低悬浮液的最终体积,破坏凝胶结构,增加滤饼的孔隙度,使固液分离变得十分容易。
《分离工程》综合复习资料一、填空题1.在分离工程中,分离过程分为机械分离和传质分离两大类。
传质分离过程用于___________ 混合物的分离。
工业上的传质分离过程可分为 _____________________和____________________________ O2.膜分离的推动力可以是________ 、_______ 或___________ 。
3.相平衡状态下,从热力学上看,整个物系自由焙处于_;从动力学来看,相间_______________ □4.宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于_________ ,因此将热衡算放在________ 循环屮。
5.MESH方程分别指_____________ ; _____________ ; __________ ; ________________ o6.分离媒介包括 __________________和____________________ o7.吸收过程是用液体处理气体混合物,是利用___________________ 不同而达到分离有关组分的传质分离过程。
8.____________________________________________ 离子交换的步骤分为________ 、、交换反应、_________________ 、___________________ 五步。
9.液液平衡的分离因子又称为____________________ o二、选择题1•膜分离属于()。
A.平衡分离B.吸附分离C.机械分离D.传质分离2.下列不属于速率分离过程的是()oA.超滤B.反渗透C.过滤D.电渗析3.公式KU〕f:适用于下面哪种情况?()汽相为理想溶液,液相为理想溶液;汽相为理想气体,液相为理想溶液;汽相为理想溶液,液相为非理想溶液;汽相为理想气体,液相为非理想溶液。
4.在设汁变量中,表示()装置设计变量数B.单元固定设计变量数C.单元可调设计变量数D.装置固定设计变量数5.HNK 表示()A.分配组分B.重关键组分C.重非关键组分D.轻非关键组分&液液平衡的分离因子又称为()A.相对挥发度B.分配系数C.相对选择性D.回收率三、名词解释1•清晰分割2.萃取精憾:3•分离媒介:四、简答题1.试描述“逆行精馅”效应,实际操作中如何减弱或消除?2.如何判断闪蒸问题是否成立?3.萃取精谓流程中,溶剂加入口如何确定?解释原因。
制药分离工程考试题目精品文档收集于网络,如有侵权请联系管理员删除制药工业包括:生物制药、化学合成制药、中药制药;生物药物、化学药物与中药构成人类防病、治病的三大药源。
原料药的生产包括两个阶段:第一阶段,将基本的原材料通过化学合成、微生物发酵或酶催化反应或提取而获得含有目标药物成分的混合物。
第二阶段,常称为生产的下游过程,主要是采用适当的分离技术,将反应产物或中草药粗品中的药物或分纯化成为药品标准的原料药。
分离操作通常分为机械分离和传质分离两大类。
萃取属于传质过程 浸取是中药有效成分的提取中最常用的。
浸取操作的三种基本形式:单级浸取,多级错流浸取,多级逆流浸取。
中药材中所含的成分:①有效成分 ②辅助成分 ③无效成分 ④组织物 浸取的目的:选择适宜的溶剂和方法,充分浸出有效成分及辅助成分,尽量减少或除去无效成分。
对中药材的浸取过程:湿润、渗透、解吸、溶解及扩散、置换。
浸取溶剂选择的原则:①、对溶质的溶解度足够大,以节省溶剂用量。
②、与溶剂之间有足够大的沸点差,以便于采用蒸馏等方法回收利用。
③、溶质在统计中的扩散系数大和粘度小。
④、价廉易得,无毒,腐蚀性小。
浸取辅助剂的作用:①、提高浸取溶剂的浸取效能。
②、增加浸取成分在溶剂中的溶解度。
③、增加制品的稳定性。
④、除去或减少某些杂质。
浸取过程的影响因素:①、药材的粒度。
②、浸取的温度。
③、溶剂的用量及提取次数。
④、浸取的时间。
⑤、浓度差。
⑥、溶剂的PH 值。
⑦、浸取的压力。
浸出的方法:浸渍、煎煮、渗漉。
超声波协助浸取,基本作用机理:热学机理、机械机理、空化作用。
超声波的空化作用:大能量的超声波作用在液体里,当液体处于稀疏状态时,液体将会被撕裂成很多小的空穴,这些空穴一瞬间闭合,闭合时产生高达几千大气压的瞬间压力,即称为空化效应。
微波协助浸取特点:浸取速度快、溶剂消耗量小。
局限性:只适用于对热稳定的产物,要求被处理的物料具有良好的吸水性。
萃取分离的影响因素:①、随区级的影响与选择原则。
制药分离工程复习题及答案# 制药分离工程复习题及答案一、选择题1. 下列哪项不是制药分离工程中的常见方法?A. 蒸馏B. 萃取C. 膜分离D. 混合答案:D2. 在制药工业中,哪种类型的膜分离技术常用于蛋白质和肽的分离?A. 反渗透B. 超滤C. 微滤D. 纳滤答案:B3. 萃取过程中,溶剂的选择主要基于什么?A. 溶解度B. 成本C. 安全性D. 所有上述因素答案:D4. 以下哪个参数不是影响蒸馏效率的因素?A. 压力B. 温度C. 溶剂类型D. 溶剂浓度答案:D5. 在制药分离过程中,哪种技术可以用于去除溶液中的微量杂质?A. 离心B. 过滤C. 吸附D. 蒸发答案:C二、填空题6. 制药分离工程中的蒸馏技术主要包括______和______。
答案:简单蒸馏;精馏7. 在制药工业中,______是一种常用的分离蛋白质和多肽的方法。
答案:超滤8. 萃取过程中,______是提高萃取效率的关键。
答案:选择合适的溶剂9. 膜分离技术中,______是决定膜性能的主要因素。
答案:膜材料10. 吸附法在制药分离工程中通常用于______。
答案:去除溶液中的微量杂质三、简答题11. 简述制药分离工程中蒸馏技术的原理。
答案:蒸馏是一种利用不同组分的沸点差异来实现分离的技术。
在蒸馏过程中,混合物被加热至沸腾,沸点较低的组分首先蒸发,随后通过冷凝回收,从而实现分离。
12. 为什么在制药分离过程中,选择适当的溶剂对于萃取过程至关重要?答案:选择适当的溶剂对于萃取过程至关重要,因为溶剂需要能够与目标物质形成稳定的溶液,同时与杂质分离。
溶剂的选择直接影响到萃取效率和萃取产物的纯度。
13. 描述膜分离技术在制药工业中的应用。
答案:膜分离技术在制药工业中有多种应用,包括蛋白质和肽的浓缩、药物成分的分离、水处理以及去除溶液中的微量杂质等。
膜分离技术因其操作简便、能耗低、效率高而被广泛应用于制药工业。
四、论述题14. 论述制药分离工程中各种分离方法的优缺点。
第一章绪论1、制药工业分类①生物制药、②化学制药、③中药制药.2、别离过程的本质3、制药别离工程特点第二章萃取别离1、物理萃取与化学萃取2、液固萃取3、液固萃取的萃取过程4、液固萃取浸取溶剂选择原如此5、按萃取级数与萃取剂与原料接触方式分萃取操作的三种根本形式①单级浸取;②多级错流浸取;③多级逆流浸取.6、液液萃取7、乳化、形成乳化条件、乳状液形式①水包油型乳状液;②油包水型乳状液.8、物理液液萃取、化学液液萃取的传质过程9、反胶团、反胶团萃取10、反胶团萃取蛋白质水壳模型'’的传质过程11、双水相的形成、双水相萃取与其根本原理12、双水相萃取过程13、超临界流体、超临界流体萃取14、超临界流体根本特性15、超临界CO2作萃取剂优点16、依别离条件分超临界流体萃取别离操作根本模式〔1〕恒温变压法:〔2〕恒压变温法:〔3〕恒温恒压吸附法.17、超临界流体萃取天然产物质量传递过程18、超声波在萃取中的作用19、微波在萃取中的作用第三章膜别离1、膜别离2、膜别离物质传递方式〔1〕被动传递;〔2〕促进传递;〔3〕主动传递.3、膜别离物质别离机理〔1〕筛分模型.〔2〕溶解一扩散模型.4、别离膜两个根本特性5、实用别离膜应具备的根本条件6、膜别离的膜组件形式7、膜别离操作的死端操作和错流操作8、膜别离过程的浓差极化9、浓差极化的改善除工艺设计充分注意外,在具体运行过程中可采取以下举措10、纳滤、超滤、微滤、反渗透相比膜孔径大小顺序11、微滤膜别离的截留机理〔1〕膜外表截留:〔2〕膜部截留.第四章蒸播别离1、蒸储、精储2、精福式间歇精福、提福式间歇精福3、间歇共沸精福、间歇萃取精福:4、水蒸气蒸储5、水蒸气蒸储操作方式〔1〕过热水蒸气蒸镭;〔2〕过饱和水蒸气蒸镭.6、分子平均自由程、分子蒸储7、分子蒸储机理8、分子蒸储过程第五章液相非匀相物系别离1、过滤别离与其推动力2、过滤别离类型〔1〕滤饼过滤;〔2〕深层过滤.3、沉降别离与其类型〔1〕重力沉降;〔2〕离心沉降.第六章色谱别离1、色谱别离2、色谱峰、保存时间、保存体积3、按流动相状态、别离机理进展划分色谱的类型〔1〕气相色谱;〔2〕液相色谱;〔3〕超临界液体色谱.〔1〕尺寸排阻色谱;〔2〕离子交换色谱;〔3〕吸附色谱;〔4〕分配色谱.第七章电泳别离1、电泳、电泳别离2、电泳别离的根本原理3、等电聚焦电泳第八章吸附与离子交换别离1、吸附、吸附别离2、吸附质、吸附剂3、物理吸附、化学吸附4、变温吸附、变压吸附5、吸附别离的吸附过程6、离子交换、离子交换剂、离子交换别离7、离子交换别离的离子交换过程8、按可交换的反离子电荷性质进展划别离子交换树脂的类型1、制药工业分类〔1〕生物制药:利用生物体、生物组织或其成分,综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学等原理与方法进展生物反响加工制造而成的原料药. 〔2〕化学合成制药〔化学制药〕:由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得〔全合成〕或由具有一定根本结构的天然产物经对其化学结构进展改造和物理处理过程制得〔半合成〕的原料药. 〔3〕中药制药:从植物、动物、微生物体提取,别离制得的原料药.2、别离过程的本质混合物中不同物质间或目标物与杂质间存在物理的、化学的和生物学性质的差异.3、制药别离工程特点〔1〕化学合成物、生物反响产物或中药粗提物中目标药物成分含量低,需从庞大体积原料液中别离纯化目标物,即对原料液进展高度浓缩,别离本钱高. 〔2〕有些目标药物成分的稳定性较差,使得别离方法的选择受到限制. 特别是生物活性物质对温度、PH值很敏感,易分解或失活.〔3〕原料药的产品质量〔纯度、卫生、生物活性〕要求严格,特别是对杂质的种类和含量要求十分严格.去除有害物质同时还要预防有害物质在别离操作过程中混入.第二章萃取别离1、物理萃取与化学萃取〔1〕物理萃取:萃取剂与溶质间不发生化学反响,溶质根据相似相溶原理〔分子结构相似或极性相似〕在两相间到达分配平衡,从而实现溶质向萃取相的转移. 〔2〕化学萃取:溶质与萃取剂间发生化学反响〔离子交换、络合反响等〕生成复合分子,从而实现溶质向萃取相的转移.2、液固萃取用液体溶剂〔萃取剂〕提取固体原料中的目标成分,又叫固液萃取、浸取等.3、液固萃取的萃取过程〔1〕浸润、渗透阶段:中药材被粉碎但大局部细胞仍是保持完整状态,溶剂附着粉粒外表使其湿润称为浸润,同时通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织称为渗透. 〔2〕解吸、溶解阶段:细胞成分间有一定的亲和力, 溶剂克制这种亲和力, 使待浸取成分易于转入溶剂中,称为解吸.溶剂进入细胞组织后与被解吸的成分接触, 使目标成分转入溶剂, 称为溶解. 〔3〕扩散阶段:溶剂溶解有效成分后形成浓溶液具有较高渗透压,形成扩散点,不停地向周围扩散其溶解的成分.〔分子扩散:完全由于分子浓度不同而形成的扩散.对流扩散:由于有流体的运动而加速扩散.实际浸取过程两种扩散方式均有, 而对流扩散对浸取效率影响更大〕.4、液固萃取浸取溶剂选择原如此①对有效成分溶解度足够大, 对杂质溶解度小,节省溶剂用量.②与有效成分有足够大沸点差,便于回收利用.③有效成分在溶剂中扩散系数大且黏度小,便于扩散.④价廉易得,无毒或毒性小,无腐蚀或腐蚀性小.5、按萃取级数与萃取剂与原料接触方式进展划分萃取操作的三种根本形式①单级萃取;原料与萃取剂一次性参加萃取器, 浸取完一次性收获萃取液中的目标产物. ②多级错流萃取;多个单级萃取串联, 原料一次性参加第一级萃取器,萃取相收集, 萃余相进入下一级继续萃取.新鲜萃取剂分别参加各级, 合并各级萃取相回收产物. ③多级逆流萃取:多级萃取器相连,原料液与萃取剂分别从两端参加, 萃取相与萃余相逆流流动进展接触传质, 最后萃取相从加料端排出,萃余相从参加萃取剂一端排出.用一种液体〔萃取剂〕从另一种液体〔原料液〕中别离纯化所需的目标产物〔被萃物〕. 常用有机溶剂作萃取剂,又叫溶剂萃取.7、乳化、形成乳化条件、乳状液形式水以微小液滴形式分散于有机相中或有机溶剂以微小液滴形式分散于水相中的现象叫乳化.形成乳化条件:①互不相溶两相溶剂;②外表活性物质〔皂昔、蛋白质、固体颗粒等〕 . 乳状液形式:①水包油型;有机溶剂以微小液滴形式分散于水相中形成非极性基团向、极性基团向外的乳状液.②油包水型.水以微小液滴形式分散于有机相中形成的非极性基团向外、极性基团向乳状液.8、液液萃取传质过程〔1〕物理液液萃取传质过程:①水相中被萃物游离出并到达两相界面边缘;②游离的被萃物穿过两相界面进入有机相;③进入有机相的游离被萃物溶入有机相〔2〕化学液液萃取传质过程:①萃取剂穿过两相界面进入水相;②水相中萃取剂与被萃物发生化学反响形成萃合物;③萃合物穿过两相界面进入有机相.9、反胶团、反胶团萃取外表活性剂参加有机溶剂中,超过临界胶团浓度时会聚集在一起,形成非极性基团向外、极性基团向的聚集体,称为反胶团,反胶团核极性.反胶团也叫反微团、反胶束.利用外表活性剂在有机相中形成反胶团, 反胶团在有机相中形成分散的亲水微环境, 使一些水溶性生物活性物质,如蛋白质、肽、氨基酸、酶、核酸等溶于其中,这种萃取方法叫反胶团萃取.10、反胶团萃取蛋白质的水壳模型〃的过程〔1〕蛋白质到达界面层,宏观两相〔有机相、水相〕界面间的外表活性剂层同邻近的蛋白质发生静电作用而变形.〔2〕蛋白质分子进入反胶团, 两相界面形成包含蛋白质的反胶团.〔3〕包含有蛋白质的反胶团进入有机相.11、双水相的形成、双水相萃取与其根本原理两有机物〔一般是亲水性高聚物〕或有机物与无机盐在水中以适当浓度溶解后, 形成互不相溶的两相体系,每相中均含有大量的水〔85〜95%〕,此体系叫双水相体系.双水相体系形成后,利用双水相体系进展物质别离的操作叫双水相萃取. 被别离物质是蛋白质、酶、核酸、颗粒、细胞、细胞碎片、细胞器等.双水相萃取根本原理:物质在双水相体系的两相〔上相和下相〕间选择性分配,从而实现物质的别离.12、双水相萃取过程〔1〕双水相的形成:两有机物〔一般是亲水性高聚物〕或有机物与无机盐在水中以适当浓度溶解后,形成互不相溶的两相体系,每相中均含有大量的水〔85〜95%〕,此体系叫双水相体系.〔2〕溶质在双水相间的分配:物质在双水相体系的两相〔上相和下相〕间选择性分配,从而实现物质的别离. 〔3〕双水相的别离:双水相相间密度差小,重力沉降别离相较困难,用离心别离法效果较好.13、超临界流体、超临界流体萃取一种流体〔气体或液体〕,当其温度和压力都超过其相应临界点值,如此该状态下的流体称为超临界流体.以超临界流体为萃取剂进展物质萃取别离的操作叫超临界流体萃取.14、超临界流体根本特性超临界流体性质表现在密度、粘度、扩散系数三方面.〔1〕超临界流体密度接近于液体.这样萃取水平与液体接近.〔2〕超临界流体扩散系数介于气体、液体之间,粘度接近于气体.这样总体传质性质类似于气体. 〔3〕在临界点附近进展别离操作比在气液平衡区进展别离操作更有利于传热和节能.〔4〕流体在其超临界点附近压力或温度微小变化, 都会引起密度相当大的变化.这样溶质在流体中溶解度也会产生相当大的变化.15、超临界CO2萃取剂的优点〔1〕CO2临界温度〔C〕近于室温,按通常比照温度区域〔1.0~1.4〕适于热敏性物质;〔2〕CO2临界压力处于中等压力,按通常比照压力区域〔1~6〕,目前工业水平易于到达;〔3〕超临界CO2具有无毒、无味、天然、不腐蚀、价格低、易于精制、易于回收等优点,无溶剂残留,无环境污染.常用于食品、药品等天然产物别离纯化研究方面;〔4〕超临界CO2还具有抗氧化、灭菌作用,有利于提升天然产物产品质量.16、依别离条件分超临界流体萃取别离操作根本模式〔1〕恒温变压法:萃取器、别离器温度不变,升压后萃取,降压后别离. 〔2〕恒压变温法:萃取器、别离器压力不变,升温或降温. 〔3〕恒温恒压吸附法:在别离器中放置适当的吸附剂,利用吸附剂吸附萃取相中的溶质,从而将溶质与萃取剂别离开来.17、超临界流体萃取天然产物质量传递过程〔1〕超临界流体扩散进入天然母体的微孔结构. 〔2〕被萃取物在母体与超临界流体发生溶剂化作用.〔3〕溶解在超临界流体中的被萃取物随超临界流体经多孔的母体扩散至流动着的超临界流体主体.〔4〕被萃物与超临界流体主体在萃取区进展质量传递.18、超声波在超声波强化萃取中的作用①超声波的热效应:介质吸收超声波能量转化为热能, 导致介质温度瞬间升高, 可加速有效成分的溶解.②超声波的机械效应:超声波的辐射压强和超声压强产生机械振动, 在液体中形成搅动和流动,可破坏介质结构、粉碎液体中颗粒.③超声波的空化效应:液体里形成很多小的空穴,这些空穴瞬间又闭合,闭合时产生几千度高温和几千大气压高压, 使细胞壁瞬间破碎.空化效应可使细胞壁瞬间破碎,热效应使介质温度瞬间升高,机械效应加速溶剂流动和相接触面积,这些都有利于有效成分的溶解和扩散,从而提升萃取效率.19、微波在微波强化萃取中的作用①微波瞬间加热:有利于自动限制和连续生产. ②微波外同时加热:通过分子极化和离子导电两效应加热, 穿透力强,形成体热源状态,外均匀加热.③微波遇金属等良导体产生反射,如同光投向镜子;遇玻璃塑料等绝缘体产生透射现象,如同光投向玻璃.第三章膜别离1、膜别离用天然的或合成的、具有选择透过性的薄膜为别离介质, 膜两侧存在某种推动力〔压力差、浓度差、电位差、温度差等〕时,原料侧液体或气体混合物中的某一或某些组分选择性透过膜,从而到达别离、分级、纯化或富集的目的.这种物质别离的操作叫膜别离.2、膜别离物质传递方式〔1〕被动传递.物质由高化学位相侧向低化学位相侧传递.化学位差〔压力差、浓度差、电位差、温度差等〕是物质传递的推动力. 被动传递最常见.〔2〕促进传递.膜有载体, 在高化学位侧载体同被传递物质发生反响, 在低化学位一侧被传递物与载体释放开. 促进传递有很高选择性.〔3〕主动传递.膜中载体与被传物在低化学位一侧反响并释放能量. 被传物由低化学位侧传到高化学位侧,逆化学位梯度方向传递.3、膜别离物质别离机理〔1〕筛分模型.假定膜外表有无数微孔, 微孔孔径分布均匀, 大于孔径的物质被截留,小于膜孔径的穿过膜介质而到达别离目的.筛分机理依据分子大小差异别离,常用于微滤、超滤中.〔2〕溶解一扩散模型.溶质和溶剂在膜相中溶解度和扩散性的差异.适用于致密膜的纳滤过程.①溶质和溶剂在料液侧外表外吸附和溶解. ②它们在各自化学位差推动下仅以分子扩散方式〔不存在分子之间相互作用〕通过膜.③溶质和溶剂在膜透过液侧外表解吸.4、别离膜两个根本特性①无论多薄必须具备两个界面.②膜具有选择透过性.5、实用别离膜应具备的根本条件①别离性;②透过性;③物理化学稳定性;④经济性.6、膜别离的膜组件形式①板框式;②螺旋卷式;③管式;④中空纤维式.7、膜别离操作的死端操作和错流操作①死端操作:所有原料液被强制通过膜,原料液流向与膜面垂直.膜面被截流组分不断增加,使得渗透通量不断减少. 死端操作目标物回收率高,但渗透通量衰减严重. 微滤常采用.②错流操作:原料进入膜组件平行流过膜外表. 沿膜组件不同位置,原料组成逐渐变化.错流操作有利限制膜污染,但回收率低.8、膜别离的浓差极化〔浓度极化〕膜别离操作过程中被截留的溶质在膜上游一侧外表积累, 造成膜外表到主体流之间的浓度梯度.当溶质在膜外表浓度超过主体溶液中浓度时, 引起溶质从膜外表通过边界层向主体流扩散,此现象叫浓差极化〔浓度极化〕.9、浓差极化的改善除工艺设计充分注意外,在具体运行过程中可采取的举措①增大流速.设法增大流体流过膜外表的线速度. ②填料法:将29〜100 m的小球〔玻璃或甲基丙烯酸甲酯〕放入被处理的原料中, 以减少膜边界层的厚度, 增大透过速度.填料法对板框式和螺旋卷式组件不适合, 因有堵塞流道的危险.③脉冲法:使液流在脉冲条件下通过膜别离装置.④搅拌法.⑤增设湍流促进器:可用强化流态的多种障碍物,如对管式、中空纤维式组件可装螺旋档板,对板式、螺旋卷式组件可衬网栅.10、纳滤、超滤、微滤、反渗透相比膜孔径大小顺序微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜.11、微滤膜别离的截留机理〔1〕膜外表截留:①机械截留作用:微粒粒径大于孔径或与孔径相当,利用筛分机理使微粒留在膜外表.②物理作用或吸附截留作用:吸附与电性能的影响使微粒留在膜外表. ③架桥作用:颗粒直径与孔径相近或小于孔径, 颗粒发生桥梁作用后被截留在介质外表. 〔2〕膜部截留:网络部截留使微粒留在膜部.①颗粒直径小于孔口径、大于孔径,被截留在孔. ②颗粒直径小于孔径,但靠附着力或已附着颗粒的堵截作用而被截留在孔.第四章蒸播别离1、蒸储、精储利用液体混合物中各组分沸点的不同实现物质别离的操作称蒸储. 经屡次气化和屡次冷凝的蒸播过程称精福〔多级蒸播〕.2、精福式间歇精福、提福式间歇精福〔1〕精储式间歇精储:原料一次性投入塔釜,再沸器加热汽化,进展精储操作.适当限制回流比,各组分产品按沸点从低到高顺序,逐一从塔顶采出, 收入相应的产品罐. 每个塔顶产品切换之前需采出中间储分〔过渡储分〕收入中间储分罐,沸点最高组分〔重的组分〕作为残液留在塔釜最后排放. 〔2〕提储式间歇精储:原料贮存于塔顶储料罐,由塔顶参加.塔顶冷凝液直接流入储料罐, 产品从塔底采出.各组分产品按沸点从高到低顺序排出. 提储式间歇精播类似于连续精播的提福段.3、间歇共沸精福、间歇萃取精福:〔1〕间歇共沸精储:将足够量共沸剂〔又称夹带剂〕随原料一次性参加塔釜,在精储过程中共沸剂与待别离共沸物中的一个组分〔一般是非目标物〕形成新的、一般是最低共沸点的共沸物,此新共沸物首先从塔顶蒸出,原共沸物中另一组分〔一般是目标产物〕最后从塔顶蒸出,此别离操作称间歇共沸精储. 〔2〕间歇萃取精储:在精储过程中,从塔上部向塔持续参加适中选择的溶剂, 以增大组分间的相对挥发度, 从而实现物质别离,此别离操作称间歇萃取精储.4、水蒸气蒸储在被别离混合物中直接通入水蒸气后, 当混合物各组分的蒸汽分压和水蒸气分压之和等于操作压力时,系统开始沸腾.水蒸气和被别离组分蒸汽一起被蒸出. 由于产品和水不互溶,储出液经冷凝后分层,去除水层即得产品,此别离操作称水蒸气蒸储.5、水蒸气蒸储操作方式〔1〕过热水蒸气蒸播〔载气蒸播〕:在被别离混合物入过热的水蒸气进展蒸播操作, 水蒸气未冷凝,釜无水层出现,此过程称过热水蒸气蒸储. 〔2〕过饱和水蒸气蒸储:在被别离混合物入过饱和的水蒸气进展蒸储操作, 局部水蒸气在釜冷凝成水, 釜有水层出现,此过程称过饱和水蒸气蒸储.6、分子平均自由程、分子蒸储〔1〕分子在两次连续碰撞之间所走的路程的平均值叫分子平均自由程. 〔2〕分子蒸储是一种在高真空条件下,根据被别离混合物各组分分子平均自由程的差异进展的非平衡蒸储别离操作.7、分子蒸储机理分子蒸储机理是根据被别离混合物各组分分子平均自由程的差异. 蒸发外表与冷凝外表之间距离小于轻相分子的平均自由程、大于重相分子的平均自由程时, 轻相分子在碰撞之前便冷凝、不会被返回,而重相分子在冷凝之前便相互碰撞而返回、不发生冷凝,这样轻相重相便被别离开.8、分子蒸储过程〔1〕分子从液相主体到蒸发外表.尽量减薄液层厚度并强化液层流动. 〔2〕分子在液层外表自由蒸发.温度高蒸发速度快. 〔3〕分子从蒸发外表向冷凝外表飞射.提升真空度,使蒸发分子平均自由程大于或等于蒸发面与冷凝面之间距离. 〔4〕分子在冷凝面上冷凝. 保证蒸发面冷凝面足够温差〔一般大于60〕,冷凝面形状合理且光滑.第五章液相非匀相物系别离1、过滤别离与其推动力固液混合物在推动力作用下,通过多孔介质的别离操作过程称为过滤别离. 过滤别离推动力:①重力;②离心力;③压力〔加压、减压〕.2、过滤别离类型〔1〕滤饼过滤:固体颗粒在过滤介质外表积累形成滤饼,起初介质过滤为主,后期沉积的滤饼过滤为主.过滤在介质的外表进展,所以又称外表过滤. 〔2〕深层过滤:固体粒子在过滤介质的孔隙被截留,别离过程发生在整个过滤介质部. 用深层粒状介质〔砂、活性炭等〕进展澄清过滤,也属深层过滤. 3、沉降别离与其类型利用固体颗粒与液体成分之间密度差, 依靠重力或离心力, 使固体颗粒与液体别离的操作称沉降.〔1〕重力沉降:在质量力作用下,将悬浮液别离为含固量较高的底流和清净的溢流的过程称为重力沉降.〔2〕离心沉降:在离心力作用下, 将悬浮液中固体颗粒沉入容器底部,使液体局部在容器上部的过程称离心沉降.第六章色谱别离1、色谱别离色谱别离是根据混合物中溶质与互不相溶的两相〔流动相和固定相〕之间发生相互作用的差异,在流动相流动过程中, 混合物中溶质因移动速度不同而产生不同的谱带, 从而实行不同组分的别离.色谱别离又叫层析别离.2、色谱峰、保存时间、保存体积组分通过色谱柱别离后, 在柱的出口处,浓度与时间关系一般出现一个峰形, 此峰称为色谱峰.保存值反映溶质组分与固定相、流动相相互作用的结果,不同组分具有不同的保存值是色谱别离的根底.从进样开始到出现组分浓度极大值时所需的时间称为保存时间, 相应消耗的流动相体积为保存体积.纯流动相〔不与固定相相互作用〕的保存时间称为死时间,相应消耗的流动相体积为死体积.保存时间与死时间的差值为调整保存时间, 保存体积与死体积的差值为调整保存体积.3、按流动相状态、别离机理进展划分色谱的类型按流动相状态划分:〔1〕气相色谱:流动相为气体,如气-固色谱、气-液色谱.〔2〕液相色谱:流动相为液体,如液-固色谱、液-液色谱.液相色谱最常用.〔3〕超临界液体色谱:流动相为超临界流体.按别离机理划分:〔1〕尺寸排阻色谱,又叫凝胶过滤色谱:据物质分子大小不同而进展别离,大分子不能进入凝胶孔,先流出,小分子进入凝胶孔,后流出. 〔2〕离子交换色谱:以阴离子或阳离子交换树脂为固定相. 据各组别离子对离子交换树脂相对亲和力的不同进展别离.〔3〕吸附色谱:在固定相外表偶联吸附剂,依混合物中各物质吸附水平的强弱进展别离.固定相常用吸附剂是硅胶〔弱极性〕和氧化铝〔极性〕,其次是活性炭〔非极性〕、氧化镁和碳酸盐等.〔4〕分配色谱:据溶质在固定相流动相分配系数的差异,溶解度差异进展别离.固定相为液体或固体载体上的液体薄层.第七章电泳别离1、电泳、电泳别离带电荷的物质〔如蛋白质、核酸等〕处于惰性支持介质〔固态或液态〕中,在电场的作用下,向其相反电极方向泳动的现象称为电泳.带电物质在电场作用下,因其电荷性质、电荷数量与分子量大小的不同而产生的泳动方向、泳动速度的不同,最终使混合物组分得以别离的操作单元称为电泳别离.2、电泳别离的根本原理〔1〕电荷性质不同产生电泳泳动方向不同;〔2〕电荷数量不同产生电泳泳动速度不同;〔3〕分子量大小不同产生电泳泳动速度不同.电荷性质、电荷数量随环境〔PH值、离子强度等〕变化而变化.电场和分子筛共同起作用.3、等电聚焦电泳蛋白质、氨基酸等两性电解质具有等电点,当PH值等于等电点时呈现出电中性,此时在电场中不发生泳动现象.采取此举措,依蛋白质、氨基酸等两性电解质等电点的差异进展别离的操作称等电聚焦电泳.。
1.制药工业包括: 生物制药、化学合成制药、中药制药;2.三大药源: 生物药物、化学药物与中药构成人类防病、治病旳三大药源。
3、原料药旳生产包括两个阶段:①、第一阶段, 将基本旳原材料通过化学合成、微生物发酵或酶催化反应或提取而获得具有目旳药物成分旳混合物。
②、第二阶段, 常称为生产旳下游过程, 重要是采用合适旳分离技术, 将反应产物或中草药粗品中旳药物或分纯化成为药物原则旳原料药。
分离操作一般分为机械分离和传质分离两大类。
4、萃取属于传质过程 , 浸取是中药有效成分旳提取中最常用旳。
浸取操作旳三种基本形式: 单级浸取, 多级错流浸取, 多级逆流浸取。
5、中药材中所含旳成分: 有效成分 , 辅助成分 , 无效成分 , 组织物6.浸取旳目旳: 选择合适旳溶剂和措施, 充足浸出有效成分及辅助成分, 尽量减少或除去无效成分。
对中药材旳浸取过程: 湿润、渗透、解吸、溶解及扩散、置换。
7、浸取溶剂选择旳原则:①、对溶质旳溶解度足够大, 以节省溶剂用量。
②、与溶剂之间有足够大旳沸点差, 以便于采用蒸馏等措施回收运用。
③、溶质在记录中旳扩散系数大和粘度小。
④、价廉易得, 无毒, 腐蚀性小。
8、浸取辅助剂旳作用:①、提高浸取溶剂旳浸取效能。
②、增长浸取成分在溶剂中旳溶解度。
③、增长制品旳稳定性。
④、除去或减少某些杂质。
9、浸取过程旳影响原因:①、药材旳粒度。
②、浸取旳温度。
③、溶剂旳用量及提取次数。
④、浸取旳时间。
⑤、浓度差。
⑥、溶剂旳PH值。
⑦、浸取旳压力。
10、浸出旳措施: 浸渍、煎煮、渗漉, 水蒸汽蒸馏。
11.超声波协助浸取, 基本作用机理: 热学机理、机械机理、空化作用。
12、超声波旳空化作用:大能量旳超声波作用在液体里, 当液体处在稀疏状态时, 液体将会被扯破成诸多小旳空穴, 这些空穴一瞬间闭合, 闭合时产生高达几千大气压旳瞬间压力, 即称为空化效应。
微波协助浸取特点:浸取速度快、溶剂消耗量小。
局限性:只合用于对热稳定旳产物, 规定被处理旳物料具有良好旳吸水性。
第一章1.分离技术在制药工业中的应用:生物药物、化学药物、中药2.原料药生产的两个阶段:第一阶段系将基本原材料通过化学合成(合成制药),微生物发酵、酶催化反应等(生物制药),或提取(中药制剂),而获得含有目标药物成分的混合物。
第二阶段常称为下游加工过程,主要采用适当的分离技术,将反应产物或天然产物粗提取品中的药物成分进行分离纯化、使其成为高纯度的,符合药品标准的原料药。
3.回收因子Ri:分离过程中被回收目标产物占样品总量的比例。
(越高越好)4.分离因子SB/A:分离过程中混合物内各组分所能达到的分离程度的表征。
(越小越好)5.富集:对摩尔分数小于0.1组分的分离。
浓缩:对摩尔分数处于0.1~0.9范围内组分的分离。
纯化:对摩尔分数大于0.9组分的分离。
6.混合是使熵增大的过程;分离是使熵减小的过程。
7.分离技术的分类:建立在场分离原理基础上的分离技术、建立在相平衡原理基础上的分离技术、建立在反应分离原理基础上的分离技术8.平衡分离过程系借助分离媒介使均相混合物系变为两相系统。
9.平衡分离可分为:气体传质过程、气液传质过程、液液传质过程、液固传质过程、气固传质过程第二章1.相平衡原理:在一定的条件下,当一个系统中各相的数量和性质随时间的推移均不发生变化时,称此系统处于相平衡。
总体上说,由M个组分,P个相组成的系统,想要达到相平衡,所要满足的条件是各相的温度和压力相等,同一组分在每个相中的逸度或化学势相等。
2.固体浸提传质的推动力:浓度差3.影响固体浸提过程的主要因素:溶剂性质、物料性质、温度、外力4.增溶效应:中药成分(磷脂)可作为表面活性剂降低表面张力,促使其他成分(大黄总黄酮、绿原酸、麻黄碱)被解吸、乳化或溶解,增加溶出。
单向促进5.助溶效应:两中药成分(丹参与芍药合煎,酚酸类化合物与芍药苷类化合物)之间的助溶作用会增加两者的含量。
双向促进6.单级浸出工艺:指将药材和溶剂一次加入提取设备中,经一定时间的提取后,放出浸出药液,排出药渣的整个过程。
制药分离工程复习题含参考答案1、冷冻干燥是在三相点以下的温度和压力条件,基于( )进行的干燥操作。
A、气化曲线B、升华曲线C、熔化曲线D、冻结曲线答案:B2、加入三聚磷酸钠,可去除发酵液中的哪种离子: ( )A、Ca2+B、Mg2+C、Zn2+D、Fe3+答案:B3、萃取剂S的加入应使原料F与萃取剂S的和M位于( )。
A、溶解度曲线上方区B、溶解度曲线下方区C、溶解度曲线上D、纵坐标上答案:B4、冷冻干燥制品的正确制备过程是( )A、预冻-测定产品共熔点-升华干燥-再干燥B、预冻-升华干燥-测定产品共熔点-再干燥C、测定产品共熔点-预冻-升华干燥-再干燥D、测定产品共熔点-升华干燥-预冻-再干燥答案:C5、膜污染,其中膜的( )下降是一个重要的膜污染标志,因此渗透通量也是膜分离中重要的控制指标。
A、膜的孔径B、截留分子量C、渗透通量D、截留率答案:C6、硫酸铝混凝剂适用的PH值范围比三价铁盐( )。
处理低温低浊水时三氯化铁的效果( )硫酸铝。
A、窄;不如B、宽;相当于C、宽;远不如D、窄;优于答案:D7、三段式加热包括预热阶段、升温阶段和( )A、加热阶段B、均温阶段C、保温阶段D、冷却阶段答案:D8、关于凝聚的说法哪个是错误的: ( )A、凝聚剂一般是低分子量的电解质B、凝聚的原理是破坏胶体系统的分散状态C、反离子化合价越高,凝聚能力越强D、反离子化合价越高,凝聚能力越弱答案:D9、DEAE-sephadex A25 是一种: ( )A、离子交换色谱填料B、凝胶过滤色谱填料C、亲和色谱填料D、吸附色谱填料答案:A10、造成超滤膜分离污染的主要原因是: ( )A、颗粒堵塞B、浓差极化C、溶质吸附D、溶质沉积答案:B11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域,萃取操作只能在( )区进行。
A、溶解区B、均相区C、萃余区D、两相区答案:D12、选择萃取溶剂不应考虑的原则是: ( )A、溶剂对溶质溶解度大B、不能与溶质起化学变化C、与溶质之间有足够小的沸点差D、溶质在溶剂的扩散阻力小答案:C13、生物分离与纯化技术处于生物技术: ( )A、上游B、中游C、下游D、中下游答案:C14、按分离膜孔径由大到小,排列正确的是: ( )A、超滤、微滤、纳滤、反渗透B、微滤、超滤、纳滤、反渗透C、反渗透、纳滤、超滤、微滤D、纳滤、反渗透、微滤、超滤答案:B15、当原水中碳酸氢盐、碳酸盐含量较高时,可在阳床和阴床之间装一个( ),以延长阴离子树脂的使用期限。
1、制药工业包含:生物制药、化学合成制药、中药制药;2、三大药源:生物药物、化学药物与中药构成人类防病、治病的三大药源。
3、原料药的生产包含两个阶段:①、第一阶段,将基本的原资料经过化学合成、微生物发酵或酶催化反应或提取而获取含有目标药物成分的混杂物。
②、第二阶段,常称为生产的下游过程,主若是采纳合适的分别技术,将反应产物或中草药粗品中的药物或分纯化成为药品标准的原料药。
分别操作平时分为机械分别和传质分别两大类。
4、萃取属于传质过程,浸取是中药有效成分的提取中最常用的。
浸取操作的三种基本形式:单级浸取,多级错流浸取,多级逆流浸取。
5、中药材中所含的成分:有效成分,辅助成分,无效成分,组织物6、浸取的目的:选择适合的溶剂和方法,充分浸出有效成分及辅助成分,尽量减少或除去无效成分。
对中药材的浸取过程:湿润、浸透、解吸、溶解及扩散、置换。
7、浸取溶剂选择的原则:①、对溶质的溶解度足够大,以节约溶剂用量。
②、与溶剂之间有足够大的沸点差,以便于采纳蒸馏等方法回收利用。
③、溶质在统计中的扩散系数大和粘度小。
④、价廉易得,无毒,腐化性小。
8、浸取辅助剂的作用:①、提升浸取溶剂的浸取效能。
②、增添浸取成分在溶剂中的溶解度。
③、增添制品的稳固性。
④、除去或减少某些杂质。
9、浸取过程的影响要素:①、药材的粒度。
②、浸取的温度。
③、溶剂的用量及提取次数。
④、浸取的时间。
⑤、浓度差。
⑥、溶剂的 PH 值。
⑦、浸取的压力。
10、浸出的方法:浸渍、煎煮、渗漉,水蒸汽蒸馏。
11、超声波辅助浸取,基本作用机理:热学机理、机械机理、空化作用。
12、超声波的空化作用:大能量的超声波作用在液体里,当液体处于稀少状态时,液体将会被扯破成好多小的空穴,这些空穴一瞬时闭合,闭合时产生高达几千大气压的瞬时压力,即称为空化效应。
微波辅助浸取特色:浸取速度快、溶剂耗费量小。
限制性:只合用于对热稳固的产物,要求被办理的物料拥有优异的吸水性。
13、萃取分其余影响要素:①、随区级的影响与选择原则。
第一章绪论1、制药工业分类①生物制药、②化学制药、③中药制药。
2、分离过程旳本质3、制药分离工程特点第二章萃取分离1、物理萃取与化学萃取2、液固萃取3、液固萃取旳萃取过程4、液固萃取浸取溶剂选择原则5、按萃取级数及萃取剂与原料接触方式分萃取操作旳三种基本形式①单级浸取;②多级错流浸取;③多级逆流浸取。
6、液液萃取7、乳化、形成乳化条件、乳状液形式①水包油型乳状液;②油包水型乳状液。
8、物理液液萃取、化学液液萃取旳传质过程9、反胶团、反胶团萃取10、反胶团萃取蛋白质“水壳模型”旳传质过程11、双水相旳形成、双水相萃取及其基本原理12、双水相萃取过程13、超临界流体、超临界流体萃取14、超临界流体基本特性15、超临界CO2作萃取剂长处16、依分离条件分超临界流体萃取分离操作基本模式(1)恒温变压法:(2)恒压变温法:(3)恒温恒压吸附法。
17、超临界流体萃取天然产物质量传递过程18、超声波在萃取中旳作用19、微波在萃取中旳作用第三章膜分离1、膜分离2、膜分离物质传递方式(1)被动传递;(2)增进传递;(3)积极传递。
3、膜分离物质分离机理(1)筛分模型。
(2)溶解—扩散模型。
4、分离膜两个基本特性5、实用分离膜应具有旳基本条件6、膜分离旳膜组件形式7、膜分离操作旳死端操作和错流操作8、膜分离过程旳浓差极化9、浓差极化旳改善除工艺设计充足注意外,在具体运营过程中可采用如下措施10、纳滤、超滤、微滤、反渗入相比膜孔径大小顺序11、微滤膜分离旳截留机理(1)膜表面截留:(2)膜内部截留。
第四章蒸馏分离1、蒸馏、精馏2、精馏式间歇精馏、提馏式间歇精馏3、间歇共沸精馏、间歇萃取精馏:4、水蒸气蒸馏5、水蒸气蒸馏操作方式(1)过热水蒸气蒸馏;(2)过饱和水蒸气蒸馏。
6、分子平均自由程、分子蒸馏7、分子蒸馏机理8、分子蒸馏过程第五章液相非匀相物系分离1、过滤分离及其推动力2、过滤分离类型(1)滤饼过滤;(2)深层过滤。
1、简述分子蒸馅的过程、特点及机理。
分子平均自由程、分子蒸馅。
设计分子蒸馅的重要数据参数。
答:①分子从液相主体向蒸发表面扩散;②分子在液相表面上的自山蒸发;③分子从蒸发表而向冷凝而飞射;④分子在冷凝面上冷凝。
特点:1、普通蒸馆在沸点温度下进行分离, 分了蒸镉可以在任何温度下进行,只要冷热两面间存在着温度差,就能达到分离目的。
2、普通蒸懈是蒸发与冷凝的可逆过程,液相和气相间可以形成相平衡状态;而分子蒸饰过程屮, 从蒸发表面逸出的分子直接飞射到冷凝面上,中间不为其它分子发生碰撞,理论上没有返冋蒸发面的可能性,所以,分子蒸憎过程是不可逆的。
3、普通蒸僻有鼓泡、沸腾现象;分子蒸僻过程是液层表面上的自市蒸发,没有鼓泡现象。
4、表示普通蒸饰分离能力的分离因索与纽元的蒸汽压之比有关,表示分了蒸镉分离能力的分离因素则与组元的蒸汽压和分了量之比冇关,并可由相对蒸发速度求出。
机理:分了蒸憎机理是根据被分离混合物各组分分了平均口由程的差界。
蒸发表面•冷凝表面Z间距离小于轻相分子的平均自由程、大于重相分子的平均自由程时,轻相分了在碰撞Z前便冷凝、不会被返回,而重相分了在冷凝Z前便相互碰撞而返回、不发牛冷凝,这样轻相重相便被分离开。
分子自由程(1)分子在两次连续碰撞之间所走的路程的平均值叫分子平均自由程。
(2)分子蒸懾是一种在髙真空条件下,根据被分离混合物各组分分了平均自由程的差异进行的非平衡蒸惚分离操作。
重要参数:分了蒸发速度、蒸汽圧、分解危险度、分离因数。
2、反胶束的形成、萃取及过程答:表面活性剂溶于非极性的有机溶剂屮,当具浓度超过临界胶束浓度时,在有机溶剂内形成的胶束叫反胶束,或称反相胶束。
在反胶束屮,表面活性剂的非极性基团在外与非极性的冇机溶剂接触,而极性基团则排列在内形成一个极性核。
此极性核具冇溶解极性物质的能力,极性核溶解水后,就形成了“水池”。
萃取原理:蛋白质进入反胶束溶液是一种协同过程。
即在两相(有机相和水相)界面的表血活性剂层,同邻近的蛋白质发生静电作用而变形,接着在两相界而形成了包含有蛋白质的反胶束,此反胶朿扩散进入有机相中,从而实现了蛋白质的萃取。
萃取过程是静电力、疏水力、空间力、亲和力或几种力协同作用的结果, 其小蛋口质与表而活性剂极性头间的静电相互作用是主要推动力。
根据所用农面活性剂类型,通过控制水相pH高于或低丁•蛋白质的等电点,达到正萃反萃的F1的。
利用表面活性剂在冇机相中形成反胶团,反胶团在冇机相中形成分散的亲水微环境,使一些水溶性生物活性物质,如蛋口质、肽、氨基酸、酶、核酸等溶于其小,这种萃取方法叫反胶团萃取。
反胶束萃取是一种特殊方式的萃取操作,是利用反胶束将纟R 分分离的一种分离技术。
被萃取物以胶体或胶团形式被萃取。
反胶团萃取蛋白质的“水壳模型”的过程:(1)蛋白质到达界面层,宏观两相(有机相、水相)界面间的表面活性剂层同邻近的蛋白质发生静电作用而变形。
(2)蛋白质分子进入反胶团内,两相界面形成包含蛋白质的反胶团。
(3)包含有蛋白质的反胶团进入有机相。
3、双水相萃取的性质以及是如何萃取的。
答:特点与技术特征:①体系冇生物的亲和性(生理慕础为水溶液);②体系能进行萃取性的生物转化;③体系能与细胞相结合,操作既能节省萃取设备和时间,又能避免细胞内陆的损失;④亲和萃取可大大提高分配系数和萃収专一性;⑤任何两相体系不要求特殊处理就可与后续纯化工艺相链接;⑥开发廉价新型的双水相体系。
萃取原理:依据物质在两相间的选择性分配。
当萃取体系的物性不同时,物质进入双水和系后,由于表曲性质、电荷作用和各种力(如疏水键、氢键和离子键等)的存在和环境因索的影响,使其在上下相中的浓度不同,从而达到萃取的冃的。
影响双水相萃取的因素:1、聚合物及其相对的分子量2、系数长度对分配平衡的影响3、离子环境対蛋白质在两和系统中的影响4、体系PH值影响5、温度的影响。
双水相体系的形成、双水相体系萃取:两有机物(一般是亲水性高聚物)或有机物与无机盐在水中以适当浓度溶解后,形成互不相溶的两相体系,每相中均含冇大量的水(85〜95% ),此体系叫双水相体系。
双水相体系形成后,利用双水相体系进行物质分离的操作叫双水相萃取。
被分离物质是蛋白质、酶、核酸、颗粒、细胞、细胞碎片、细胞器等。
双水相的形成:1、聚合物Z间的不相容性,及聚合物分子的空间阻碍作用,相互间无法渗透,分为两相。
2、两种聚合物水溶液的水溶性有差异,混合后发生分离,并且水溶性差别越人,相分离的倾向越人。
3、加入盐分,由于盐析作用,聚合物与盐类溶液也能形成两相。
双水相萃取工艺流程(1)目的产物的萃取;(2) PEG循环;(3)无机盐的循环4、超临界流体的性质以及流程答:性质:超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质。
它基本上仍是一种气态,但乂不同于一般气体,是一种稠密的气态。
粘度比液体小,密度与液体相近,扩散速度比液体快,有较好的流动性、传递性能和溶解性质。
溶剂化能力等性质随温度和压力变化。
萃取流程一燉是由萊取阶段和分离阶段两步组成,中试规模是升温增压到一级萃取到二级萃取到升温降压。
工艺流程:①冃的产物的萃取②PEG的循环③无机盐的循环。
PEG的循环方法:a、加入盐使目标蛋口质转入富盐相來回收PEG;b、将PEG相通过离子交换树脂,川洗脱剂先洗去PEG, 在洗出蛋口质。
无机盐的循环:含磷酸钠的盐相——冷却——结品——离心机分离——收集无机盐。
概念:一种流体(气体或液体),当英温度和压力都超过其相应临界点值,则该状态下的流体称为超临界流体。
以超临界流体为萃取剂进行物质萃取分离的操作叫超临界流体萃取。
超临界流体热力学性质:超临界流体具有很高的萃取速度;貝有选择性,萃取后分离也容易。
超临界流体基本特性(传递性质):超临界流休性质体现在密度、粘度、扩散系数三方而。
(1)超临界流体密度接近于液体。
这样萃取能力与液体接近。
(2)超临界流体扩散系数介于气体、液体之间,粘度接近于气体。
这样总体传质性质类似于气体。
(3)在临界点附近进行分离操作比在气液平衡区进行分离操作更有利于传热和节能。
(4)流体在其超临界点附近压力或温度微小变化,都会引起密度相肖大的变化。
这样溶质在流体中溶解度也会产生相当大的变化。
(5)口扩散系数:比液体大1(X)倍左右。
超临界C02萃取剂的优点:(1) CO?临界温度(31.rO 近于室温,按通常对比温度区域(1.()〜1.4 )适于热敏性物质;(2) CO?临界压力处于中等压力,按通常对比压力区域(1-6),目前工业水平易于达到;(3)超临界CO?具有无毒、无味、天然、不腐蚀、价格低、易于精制、易于冋收等优点,无溶剂残留,无环境污染。
常用于食品、笏品等天然产物分离纯化研究方面;(4)超临界CO?还具有抗氧化、灭菌作用,有利于提高天然产物产品质量。
依分离条件分超临界流体萃取分离操作基本模式:(1)恒温变压法:萃取器、分离器温度不变,升压示萃取,降压示分离。
(2)恒压变温法:萃取器、分离器压力不变,升温或降温。
(3)恒温恒压吸附法:在分离器中放置适当的吸附剂,利用吸附剂吸附苹取相中的溶质,从而将溶质为祇取剂分离开来。
选择性的基本原则:①操作温度和超临界流体的临界温度接近。
T操二Tc;②超临界流体的化学性质和待分离溶质的化学性质接近。
T临界越接近T操,溶解度变人;T临界相同,与被萃取溶质化学性质越相似,溶解变人。
5、滤饼过滤和深层过滤的区别答:滤饼过滤:固体颗粒在过滤介质表面积累形成滤饼,起初介质过滤为主,后期沉积的滤饼过滤为主。
过滤在介质的表面进行,所以乂称表面过滤。
深层过滤:固体粒子在过滤介质的孔隙内被截留,分离过程发牛在整个过滤介质内部。
川深层粒状介质(砂、活性炭等)进行澄清过滤,也属深层过滤。
6、浓差极化消除方法答:①增大流速。
设法增人流体流过膜表血的线速度。
②填料法:将29 ~ 100)1 m的小球(玻璃或甲基丙烯酸甲酯)放入被处理的原料中,以减少膜边界层的厚度,增大透过速度。
填料法对板框式和螺旋卷式组件不适合,因有堵塞流道的危险。
③脉冲法:使液流在脉冲条件下通过膜分离装置。
④搅拌法。
⑤增设湍流促进器:可用强化流态的多种障碍物,如对管式、中空纤维式组件可装螺旋档板,対板式、螺旋卷式组件可内衬网栅。
膜分离操作过程屮被截留的溶质在膜上游一侧表面积累,造成膜表面到主休流之间的浓度梯度。
当溶质在膜表而浓度超过主体溶液屮浓度时,引起溶质从脫表而通过边界层向主体流扩散,此现象叫浓差极化(浓度极化)。
7.过滤和膜分离的区别答:过滤:粒了分离,垂直流模式形成堆积层,导致越压越紧,使两个p出现很大差异性,分离差异人。
膜分离:分子级水平,分子间空隙小于粒子间空隙,平行流,冲刷作用,停留在表而中分子级物质会带到溶液中,为避免浓差极化现象,可增加一个搅拌装置,震荡装置(冇效降低粒了停留可能)。
8.膜分离在制药行业中的应用答:热敏性无菌制剂(除菌),无菌水制剂(除热源),膜浓缩(中药)。
9.熔融结晶答:该技术是一种新型的化工分离技术,广泛应用于化工中间体、医药屮间体、生化制品的精制提纯。
主要分为两种不同的工艺:悬浮结晶法和动态熔融结晶法。
与溶液结晶的区别:熔融结晶在结晶成分的熔点附近;溶液结晶取决于物系的溶解度。
特点:缓慢冷却进料,使过饱和度减到最小,这不仅增加产量,还提高纯度,因为大结品本身就易于排液和发汗來精制,且只需要最小的过饱和度。
液相非均相物系以液体为分散介质悬浊液(液固一悬浮)泡沫液(液气一泡沫)乳浊液(液液一乳汕)1、粒度颗粒粒度是颗粒体积的线性表征a、筛分粒度:能通过颗粒的最小方孔宽度b、表面粒度:与颗粒具有相同表面积的球体直径c、体积粒度:与颗粒具有相同体积的球体直径2、球形系数球的球形系数为1;越不规则的颗粒,球形系数越小液体的特性1、粘度(流体的反抗变形,变形力的表达)T二p Y过滤过滤基本条件:①具有实现分离所需的设备(介质)②过滤介质两侧有一定的压力差(推动力:重力,空气压力,真空压力或离心力,机械力(泵))过滤操作分两类:滤饼过滤(桥架现象),深层过滤(介质内部截留机制)(b)深层过滤图4・3尊机理/ 1—料浆)2—滤饼;3—过滤介质;4—滤液;5—截留粒子过滤基木方程过滤影响因索:①颗粒粒度;②粘度③Ap (推动力)④浓度沉降分离:①重力沉降;②离心沉降降是在质虽力作用下,将悬浮液分离为含固虽较高的底流和清净的溢流的过程。
二元决条件是在固相和液柑间存在密度差。
在重力场中质虽为m的颗粒的車力沉降速度为卫=變墮(4-50)式中,卍为重力沉降速度,m/s; d为固休颗粒宜径,小;Ap为固液两相密度差,kg/ 门为黏度,Pa-s; g为重力加速度,m/s?。
1、膜分离:用犬然的或合成的、具有选择透过性的薄膜为分离介质,膜两侧存在某种推动力(压力差、浓度差、电位差、温度差等)吋,原料侧液体或气体混合物屮的某一或某些组分选择性透过膜,从而达到分离、分级、纯化或富集的冃的。